海洋平台结构管节点焊缝超声相控阵检测技术

为了提高海洋平台结构手工超声检测结果的重复性和缺陷定量的准确性，研究了适用于海洋平台结构的超声相控阵检测成像技术。该技术采用区域划分法将管节点焊缝分成垂直方向的若干区，由扫查器携带超声相控阵探头运动，对其分区进行电子扫查，检测结果以图像形式显示。提出海洋平台结构超声相控阵检测方案，并使用该系统在对比试件上进行试验。试验结果表明，该方法对缺陷的检测能力与传统超声检测方法相同，但检测结果的重复性和可靠性等方面，都优于传统超声检测技术。     

某型车用齿轮电子束焊缝相控阵超声自动化检测系统的设计

针对某型号车用变速箱齿轮电子束焊缝，通过对比传统目视检测以及常规超声检测方法的局限性，结合相控阵超声检测理论，提出了一种用自聚焦线阵探头配合短前沿楔块进行相控阵超声无损检测的方法，设计了一套针对该种齿轮焊缝检测的自动化相控阵超声检测系统。该系统30 s内即可自动完成一个齿轮焊缝的全记录成像检测、焊缝缺陷自动分析识别、缺陷工件自动剔除分选等全流程操作，并在某汽配厂现场进行了实际运用。结合射线检测、渗透检测以及破坏性解剖等方法对该系统性能进行了二次验证。验证结果表明该系统在该型号车用齿轮焊缝检测上具有实用性和准确性。     

埋弧焊钢管焊缝相控阵超声自动检测方法探讨

为了解决埋弧焊管焊缝缺陷检测问题，针对埋弧焊管焊缝产生缺陷的特点进行探讨，分析缺陷成因及各类无损检测方法特点，采用相控阵超声自动检测方法，通过计算机仿真软件建立埋弧焊管焊缝截面模型并模拟声束全覆盖检测，设计模拟试块应用虚拟探头排列方式对各种缺陷(纵向、横向及热影响区)进行检测。结果表明：相控阵超声自动检测技术对埋弧焊管焊缝缺陷检测结果稳定可靠，能够有效指导埋弧焊管焊缝相控阵超声自动检测工艺设计，直观显示超声波束在焊缝中的覆盖状态，克服相控阵超声检测参数设置的盲目性，为埋弧管焊缝缺陷相控阵自动检测提供借鉴。     

基于CIVA软件的全聚焦相控阵声场特性仿真

全聚焦相控阵是当前超声无损检测领域的研究热点,但其声场特性和检测工艺方面的研究较少。在CIVA仿真软件平台的基础上,开展了全聚焦相控阵的声场仿真计算与缺陷响应研究。采用相同激发参数和孔径的超声探头仿真常规超声声场和全聚焦相控阵声场,分析比对各自的声场特性。通过缺陷响应研究模拟全聚焦相控阵声场与横通孔之间的作用,并分析了全聚焦相控阵技术的检测能力。该研究工作有望为全聚焦相控阵探头的研发设计以及检测工艺的制定提供参考。     

超声相控阵矩阵阵列三维合成聚焦成像方法

掌握缺陷的三维形态信息,会更利于无损评估,因此将合成聚焦二维成像方法扩展,初步探索了三维合成聚焦成像方法,以直观得到缺陷的超声三维成像.将该方法在MATLAB平台编程实现,然后通过超声相控阵矩阵探头采集到的完备集数据后处理进行了验证.结果表明,通过三维合成聚焦处理后,得到探头下方空间的超声成像的三维图像数据,然后在此基础上使用等值面法将缺陷的三维图像分割出来.该图像能够清晰反映出反射体的真实位置及空间分布;在超声探头没有机械移动扫描的前提下能够得到缺陷三维图像.对于探头移动空间受限的检测位置获取缺陷三维图像有一定的理论意义及实用价值.     

小径管异种钢对接焊缝层间未熔合缺陷的检测方法

按照TSG G0001—2012《锅炉安全技术监察规程》规定对接焊缝需进行射线检测,检测过程按照NB/T 47013.2—2015《承压设备无损检测第2部分:射线检测》标准进行椭圆成像或垂直成像。受射线检测透照方向的影响,检测层间未熔合类缺陷有困难。通过采用不同的超声检测方法进行理论和试验研究,研发出配合有曲率柔性楔块的带有轴向和周向相控阵探头的夹持装置,成功实现了层间未熔合类缺陷的检测,弥补了射线检测的局限性。     

基于超声相控阵技术的铝合金锻件无损检测研究

针对航空航天关键件所使用的2A14-T6铝合金锻件内部可能存在的不可预知的缺陷,开展基于超声相控阵技术的检测工艺及方法研究。通过合理布置相控阵探头的位置,选用合适的相控阵探头和扫查方式,试验发现超声相控阵检测技术可以对满足Φ2 mm当量的不同类型缺陷的检出。与常规超声检测方法相比,超声相控阵技术检测铝合金锻件有着更大的技术优势和应用前景。     

玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷的超声成像检测

针对玻璃纤维增强树脂基复合材料内部缺陷检测,采用平探头和聚焦探头超声脉冲反射法对人工模拟缺陷试样进行了水浸超声C扫描成像检测。试验结果表明,聚焦探头超声脉冲反射法对各层不同尺寸大小的缺陷均能检出,且分辨力优于平探头超声脉冲反射法。因此聚焦探头超声脉冲反射法是评价玻璃纤维增强复合材料内部质量的有效的无损检测方法。     

超声相控阵成像仿真系统研制

采用VC++与Matlab混合编程的方式,研制了一套超声相控阵成像仿真系统,实现了一个可视化、便于操作的超声相控阵仿真环境。仿真系统主要由探头、缺陷和成像三个模块组成。探头模块完成探头参数和超声声速的设置,且可分析显示探头声场辐射及其声压指向性等特性;缺陷模块设定仿真缺陷类型和成像方式;成像模块是在探头模块和缺陷模块的基础上,完成探头发射超声波,控制声束偏转聚焦,接收回波信息并对其进行取包络、对数压缩、DSC变换等一系列信号处理,最终将缺陷图像还原出来。     

基于曲晶片相控阵超声的细长轴类锻件检测仿真与试验

细长轴类锻件的缺陷方向通常与轴线平行,因此一般超声检测采用纵波直探头在锻件圆周面上进行扫查。由于细长轴类锻件的直径较小,其圆柱曲界面与探头很难实现完全接触而使得耦合层厚度不均,进而导致超声波透射系数减小以及检测灵敏度下降。为实现对细长轴类锻件缺陷的有效检测,从理论上分析了圆柱曲晶片及曲晶片相控阵的检测原理,提出了曲晶片超声相控阵聚焦技术。通过仿真软件CIVA对常规探头、曲晶片探头以及曲晶片相控阵探头形成的声场聚焦分布规律进行研究,设计加工了曲面对比试块和带人工缺陷的细长轴类小型锻件,开展了平面晶片和曲面晶片的相控阵探头超声检测试验,验证了提出的曲晶片超声相控阵聚焦方法的可行性与合理性,结果表明该方法的检测灵敏度和定位定量精度均优于常规直探头和平晶片相控阵探头的。     

超声相控阵技术的仿真试验

超声相控阵技术是一种先进的超声无损检测技术。超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行精确延时控制,获得灵活可控的合成波束,并可随意控制聚焦点的位置。利用仿真相控阵合成聚焦技术的方法,搭建了一个16阵元、超声信号发射、接收和处理试验系统。利用该系统对缺陷试块进行了检测试验,试验结果与实际试块缺陷情况吻合。通过对试块缺陷的检测试验,对比聚焦与不聚焦的检测效果,证明了相控阵合成聚焦技术可以极大地提高检测的信噪比和灵敏度,验证了相控阵聚焦可以提高检测能力。     

大口径管道对接环焊缝相控阵超声检测系统的研制

相控阵超声检测技术在无损检测领域是一个新的技术手段。目前国外已经具有实用化的产品。对国内率先开发的PWA-1型全自动相控阵超声检测系统进行了详细介绍,并对该系统的进一步开发进行了展望。     

多通道动态光弹成像系统的研制

为了研究多阵元超声聚焦声波在固体中的传播规律,研制了多通道动态光弹成像系统。该系统通过对超声阵列换能器中各阵元进行相位延时控制,获得了灵活可控的合成波束,能在固体中激励出焦点可控的聚焦声波,并可以模拟相控阵技术的声束扫查过程。通过采用动态光弹技术,可以观察超声聚焦声波在固体中的传播行为。该系统实现了多阵元超声聚焦声场的可视化,能够为利用超声聚焦声波检测缺陷的理论提供可视化的实验依据,对超声无损检测具有重要的指导意义。     

�޷�ֹܵij���������⼼�����豸

 无缝钢管的超声相控阵检测是近年兴起的一项无损检测技术。本文介绍了一种无缝钢管超声相控阵检测设备的技术原理、方法,构成和应用特点等。     

对接焊缝相控阵超声检测可靠性的CIVA仿真与试验

对比了相控阵超声和常规超声对接焊缝的检测仿真和试验,分析了对接焊缝相控阵超声检测的可靠性,为承压设备相控阵超声检测标准的制订提供相应参考。仿真与试验得出：相控阵超声检测的缺陷检出率总体上要高于常规超声检测。对于有着严重危害且对声束指向性要求较高的面状缺陷,相控阵超声的检出率要高于常规超声。对于夹渣、未焊透等体积性缺陷,相控阵与常规超声的检出率均非常高。但是对于气孔类回波较小的体积性缺陷,相控阵超声的检出率明显高于常规超声。对于工件厚度较大的焊缝,相控阵超声较常规超声技术可以扫描检测到更厚的焊缝区域。在缺陷测长方面,相控阵超声的测长结果相对于常规超声技术总体偏大,测长精度并无明显优势。     

Study of ultrasonic phased array inspection imaging technology for NDT

A research about the ultrasonic phased array imaging principle from A-scan signal to B-scan image for non-destructive testing （NDT） was conducted in this paper, the ultrasonic phased array inspection imaging system used in industrial field was developed and the experiment was performed on the steel testing block by the system with 64 elements, 5 MHz phased array transducer. Experimental results show that the flaws could be accurately detected and the flaws size could be estimated from the B-scan images, and the B-scan images could clearly show the location of the flaws, but the quality of B-scan images needs to be enhanced by digital signal processing and controlling dynamic focusing for improving the image resolution.     

热电厂薄壁小径管的相控阵超声检测

通过在薄壁小径管上预制模拟缺陷,采用数字射线检测和相控阵超声检测技术对其进行检测比对,验证了相控阵超声检测工艺的有效性。结果表明:相控阵超声检测技术操作简便,缺陷检出率高,且可以通过积累图谱,为缺陷的定性提供参考依据。     

超声相控阵系统中相控发射与同步的实现

研制的超声相控阵实验系统采用数字方式控制各阵元的超声发射相位，能够得到很高的精度和稳定性。阐明该系统各阵元间的发射同步这一重要环节的实现方法并进行详细误差分析。结果表明，该方法对于规模不太复杂的相控阵系统具有足够的精度，对于更大规。模系统的同步提出了初步设想。     

�г�����ȱ�ݵij�������������

 随着中国列车运行的高速化发展,对车轮质量与检测水平的要求也越来越高。将超声波相控阵技术应用到车轮检测中,着重对车轮内部缺陷的相控阵扫描图像进行分析,还利用仿真软件对车轮产品中轮缘、轮缘根部以及踏面和一定深度内的轮辋区域进行相控阵声束覆盖模拟。研究表明,超声波相控阵技术丰富了车轮超声波无损检测的手段。     

超声相控线阵探头线列参数对波束指向性的影响

在超声相控阵检测过程中,为消除栅瓣,降低旁瓣,减小主瓣角宽度,通过仿真的方法系统地讨论了超声相控线阵探头的阵元数、阵元间距、偏转角度和阵元宽度对指向性和声场的影响。得到了线列参数与指向性的关系,为超声相控线阵探头的设计优化提供了依据。